抑爆剂组合物以及含有残留油品或油气的受限空间的抑爆方法与流程

本发明涉及石化或化工行业安全环保，具体涉及一种抑爆剂组合物以及含有残留油品或油气的受限空间的抑爆方法。

背景技术：

1、含有油气的受限空间，在爆炸危险性分区属于0区，遇到点火源极易发生燃爆事故。石化行业的受限空间内易残留易挥发烃类，因吹扫置换不彻底、未有效隔离或个体防护不当等原因，受限空间作业时极易发生中毒窒息、火灾爆炸等事故，且该类事故通常具有发展迅速、救援难度大、致死率高的特点。

2、防止受限空间燃爆事故的主要措施是控制空间内的油气浓度远低于油气的爆炸下限。含油气受限空间开始作业前，降低油气浓度的技术方法主要是置换，传统的置换方法主要包括空气置换、氮气或二氧化碳置换、充蒸汽或充水等。传统的置换技术存在的问题是：危险性不可预测、耗时、耗能。另外，由于在传统置换过程中，受限空间内残余油品仍在持续挥发，且由于空间内压力低于油品的饱和蒸气压，置换过程中残留油品挥发速度反而会加快。所以，传统置换技术，无法彻底消除受限空间内油气，不能杜绝作业危险性。

3、专利申请cn113856119a公开了一种细水雾抑制受限变容空间燃气爆炸的精准喷洒方法，具体涉及一种细水雾抑制受限变容空间燃气爆炸的精准喷洒方法，属于防爆技术领域。其装置包括火焰发育阶段确定模块、火焰探测安装模块、细水雾喷洒装置及激发模块；所述火焰发育阶段确定模块用于确定从时间、空间上确定火焰发育过程，并对爆炸火焰发育阶段进行划分；所述火焰探测安装模块用于检测火焰位置；所述细水雾喷洒装置及激发模块用于在特定火焰区域激发并喷洒细水雾。该方法主要解决了在受限变容空间内，发生燃气爆炸后，利用细水雾进行喷洒时效果较差的问题。通过该专利申请的技术方案，可以精准识别燃气爆炸火焰发育阶段，并进行精准阶段划分，找出其中抑爆效果最佳的阶段进行细水雾喷洒，达到利用细水雾进行高效燃气抑爆的目的。

4、专利申请cn113090956b公开了一种分区化主动防爆抑爆装置及其控制方法，其利用细水雾和惰性气体形成气-雾防爆幕将大型空间分隔成相对独立的防爆分区，配合分区中央的快速响应抑爆器保证大型空间地安全生产。每个分区的主动防爆抑爆装置主要包括探测器、防爆装置、抑爆装置和控制器；每个分区的防爆装置至少包括四组喷雾装置，抑爆装置至少包括一个抑爆器。抑爆装置设计了基于双膜爆破原理的抑爆器，提高抑爆器响应速度，保障抑爆效果的稳定性与可靠性；防爆装置创新性地利用高压旋流风水喷雾装置和单水喷嘴形成集成化抑爆、防爆阻爆系统；分区化主动防爆抑爆装置通过探测器反馈的外界环境变化情况进行判断分析，保证大型化工生产空间内防爆抑爆的可靠性和稳定性。

5、专利申请cn109173114a公开了泄爆预混火焰诱发蒸气云爆炸的细水雾自动抑爆装置及其抑爆方法，其包括气体泄爆装置、半球形蒸气云团装置和抑爆装置；气体泄爆装置由气体管道、异径接头和泄爆口通道组成；在气体管道中部内腔处装有传感器；泄爆口通道末端设有泄爆口；半球形蒸气云团装置由半球形薄膜密封预混气体而组合成；抑爆装置由传感器、控制器和抑爆器组成，抑爆器由高压水管、高压泵、电磁阀和水雾喷头装置组成。当管道超压至爆破片某一设定值时爆破片破裂；通过传感器接收管道火焰信号再通过控制器发出指令使水喷雾装置工作对泄爆口的预混火焰以及半球形蒸气云团进行降温灭火。结构合理，实用性高，易拆卸便于检查更换，考虑多方面抑爆细节，抑爆科学有效。

6、然而，上述专利申请的技术方案均只适用于特殊场所，在该特殊场所需要固定的火焰探测器和细水雾设施。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服含有残留油品或油气的受限空间存在燃爆风险的问题，提供一种抑爆剂组合物以及含有残留油品或油气的受限空间的抑爆方法。

2、本发明的发明人通过深入研究发现，对于易挥发烃类，防止油气持续挥发的有效手段之一是在烃类液体表面设置一层隔离膜。隔离膜的作用是能够持久的存在于烃类液体表面，阻断烃类分子向气相环境中扩散。由于真实的受限空间中烃类液体表面不是规则形状，且可能在储存容器的四周壁面上都存在，故无法使用固态的薄膜来隔离油品和环境，而只能采用液体薄膜来密封。由于油品的表面能较低，故在油面表面形成液体薄膜的液体的表面能需要更低，才能够在油品表面铺展形成隔离膜。溶液中的氟碳表面活性剂或一些特殊的非离子型表面活性剂分子，能够稳定吸附在气液界面，将溶液的表面张力降低到20mn/m以下。在油水界面上，这些具有疏水疏油链端的表面活性剂分子能够稳定吸附在油水界面，排列成层，维持油水界面稳定。当溶液在油品表面形成液膜，气液界面和油水界面的表面活性剂分子层都有助于阻断油气分子往气相空间中扩散，从而抑制油气挥发。为此，本发明的发明人竭力开发一种含有特殊表面活性剂的抑爆剂溶液，该抑爆剂溶液能够雾化形成液体气溶胶，液体气溶胶的液滴沉积在受限空间内残留油品的表面形成一层液相密封来抑制油气持续挥发，从而保证在受限空间油气置换的过程中，能够有效降低空间内的油气浓度，降低油气燃爆的风险。

3、为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种抑爆剂组合物，该抑爆剂组合物含有烷基氟碳甜菜碱、聚氧乙烯醚和烷基甜菜碱。

4、优选地，所述烷基氟碳甜菜碱、所述聚氧乙烯醚和所述烷基甜菜碱的重量之比为1：0.1-0.7：2-8，更优选为1：0.2-0.5：4-6。

5、优选地，所述烷基氟碳甜菜碱中的烷基为c12-c16的烷基。更优选地，所述烷基氟碳甜菜碱的分子式为c21h19f23n2o6。

6、优选地，所述聚氧乙烯醚的分子量为300-500，更优选为350-450。

7、优选地，所述烷基甜菜碱中的烷基为c12-c16的烷基。更优选地，所述烷基甜菜碱的分子式为c20h40n2o3。

8、优选地，所述抑爆剂组合物还含有三乙醇胺磷酸酯和/或烷基硫酸钠。

9、优选地，所述烷基氟碳甜菜碱与所述三乙醇胺磷酸酯的重量之比为1：0.01-0.5，优选为1：0.03-0.07。

10、优选地，所述烷基氟碳甜菜碱与所述烷基硫酸钠的重量之比为1：0.05-0.3，优选为1：0.05-0.15。

11、优选地，所述烷基硫酸钠中的烷基为c12-c16的烷基。

12、本发明第二方面提供了一种含有残留油品或油气的受限空间的抑爆方法，该方法包括：

13、(1)提供抑爆剂水溶液，所述抑爆剂水溶液中包含前文所述的抑爆剂组合物；

14、(2)将所述抑爆剂水溶液以液体气溶胶的形式输送到含有残留油品或油气的受限空间中进行油气置换。

15、优选地，所述抑爆剂水溶液的浓度为0.1-2wt％，更优选为0.2-1wt％，更进一步优选为0.26-0.5wt％。

16、优选地，所述液体气溶胶的粒径为2-50μm。

17、优选地，使所述受限空间中的所述液体气溶胶的含量为0.5-5wt％，更优选为2-3wt％。

18、本发明所述的技术方案能够解决含有残留油品或油气的受限空间的燃爆风险问题。本发明所述的抑爆剂组合物可以配制成低表面张力的环保型抑爆剂溶液，能够超细雾化形成液体气溶胶，气力输送至受限空间内，置换受限空间内的油气。在受限空间油气置换过程中，受限空间内的油气浓度维持在10％ lel(爆炸下限)以下，持续时长达24h以上。在油气置换过程中，液体气溶胶中的抑爆剂液滴沉积在油品表面形成隔离膜，阻断油气挥发；同时，液滴和液膜的气液界面能够吸附油气分子，降低油气浓度。另外，抑爆剂液体气溶胶悬浮在受限空间中，还能够明显降低空间内油气燃爆的能量或破坏力。因此，本发明提出的抑爆剂组合物形成的液体气溶胶能够有效降低含油受限空间内的油气爆炸风险。

19、具体的，本发明的技术方案降低受限空间燃爆风险或抑制受限空间燃爆的机制主要有三个方面：a)液滴沉积到残留油品的表面形成液膜密封，抑制油气挥发；b)液体气溶胶中液滴能够吸收空间内的油气分子，降低油气浓度；c)抑爆剂液体气溶胶悬浮在受限空间内，能够降低空间内油气燃爆的能量或破坏力。

20、本发明的技术方案可应用于石化或化工领域的含有残留油品或油气的受限空间，能够有效降低受限空间内油气浓度及油气燃爆风险，从而保障后续受限空间作业安全，在石化安全环保领域有较大的应用前景和市场空间。

21、本发明的技术方案适用于所有含残留油品或油气的受限场所，抑爆剂液体气溶胶能够随着置换气流到达受限空间内的所有地方，对残留油品形成液封抑制油气挥发。